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已知函数f(x)的定义域为I 导数fn(x)满足0<f(x)<2且fn(x)≠1 常数c1为方程

时间:2024-05-01 10:27:27

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已知函数f(x)的定义域为I 导数fn(x)满足0<f(x)<2且fn(x)≠1 常数c1为方程

问题补充:

已知函数f(x)的定义域为I,导数fn(x)满足0<f(x)<2且fn(x)≠1,常数c1为方程f(x)-x=0的实数根,常数c2为方程f(x)-2x=0的实数根.

(1)若对任意[a,b]?I,存在x0∈(a,b),使等式f(b)-f(a)=(b-a)fn(x0)成立.求证:方程f(x)-x=0不存在异于c1的实数根;

(2)求证:当x>c2时,总有f(x)<2x成立;

(3)对任意x1、x2,若满足|x1-c1|<1,|x2-c1|<1,求证:|f(x1)-f(x2)|<4.

答案:

证明:(1)假设方程f(x)-x=0有异于c1的实根m,即f(m)=m,

则有m-c1=f(m)-f(c1)=(m-c1)fn(x0)成立.

因为m≠c1,所以必有fn(x0)=1,这与fn(x)≠1矛盾,

因此方程f(x)-x=0不存在异于c1的实数根.…(4分)

(2)令h(x)=f(x)-2x,

∵hn(x)=fn(x)-2<0,∴函数h(x)为减函数.

又∵h(c2)=f(c2)-2c2=0,∴当x>c2时,h(x)<0,即f(x)<2x成立.…(8分)

(3)不妨设x1≤x2,∵fn(x)>0,∴f(x)为增函数,即f(x1)≤f(x2).

又∵fn(x)<2,∴函数f(x)-2x为减函数,即f(x1)-2x1≥f(x2)-2x2.

∴0≤f(x2)-f(x1)≤2(x2-x1).

即|f(x2)-f(x1)|≤2|x2-x1|.

∵|x2-x1|=|x2-c1+c1-x1|≤|x2-c1|+|x1-c1|<2,

∴|f(x1)-f(x2)|<4.…(15分)

解析分析:(1)利用反证法.假设方程f(x)-x=0有异于c1的实根m,即f(m)=m,从而可得fn(x0)=1,这与fn(x)≠1矛盾;(2)令h(x)=f(x)-2x,证明函数h(x)为减函数,可证当x>c2时,h(x)<0,从而可得结论;(3)不妨设x1≤x2,根据fn(x)>0,可得f(x)为增函数,即f(x1)≤f(x2),利用fn(x)<2,可得函数f(x)-2x为减函数,利用绝对值不等式的性质,即可得证.

点评:本题考查函数与方程的综合运用,考查反证法,考查函数的单调性,考查不等式的证明,综合性强.

已知函数f(x)的定义域为I 导数fn(x)满足0<f(x)<2且fn(x)≠1 常数c1为方程f(x)-x=0的实数根 常数c2为方程f(x)-2x=0的实数根.(

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